Fiche de dossier de presse. 14/02/2006

Pesticides et milieux aquatiques : quels impacts ? quels risques ?

dossier SIA introduction : pesticides et milieux aquatiques

Les pesticides, produits visant à la destruction d'organismes vivants jugés indésirables, sont utilisés depuis de nombreuses années dans différents domaines, comme l'agriculture, mais aussi l'entretien des infrastructures routières et ferroviaires, le traitement du bois ou bien encore divers usages privés (jardinage, traitement des locaux…). Les pesticides retrouvés dans les milieux aquatiques proviennent à la fois d'usages agricoles et non-agricoles. L'agriculture évolue vers une amélioration de leur usage visant à réduire leur dispersion en dehors des zones traitées et leurs impacts sur l'environnement.

Pesticides et milieux aquatiques : quels impacts ? quels risques ?

Les pesticides, produits visant à la destruction d'organismes vivants jugés indésirables, sont utilisés depuis de nombreuses années dans différents domaines, comme l'agriculture, mais aussi l'entretien des infrastructures routières et ferroviaires, le traitement du bois ou bien encore divers usages privés (jardinage, traitement des locaux...). Les pesticides retrouvés dans les milieux aquatiques proviennent à la fois d'usages agricoles et non-agricoles. L'agriculture évolue vers une amélioration de leur usage visant à réduire leur dispersion en dehors des zones traitées et leurs impacts sur l'environnement.

Comment les pesticides contaminent-ils les milieux aquatiques ?

La pollution de l'eau n'est pas récente ; cependant, avec une urbanisation croissante et le développement des activités industrielles et agricoles, le phénomène s'est amplifié dans la seconde moitié du XXème siècle.

Les données des campagnes d'observation menées depuis plusieurs années et compilées notamment par l'Institut Français de l'Environnement (IFEN), montrent un accroissement préoccupant des concentrations de divers pesticides dans les eaux des nappes ou dans les cours d'eau. Les pesticides retrouvés dans les milieux aquatiques proviennent à la fois d'usages agricoles et non-agricoles, mais l'origine et l'étendue de la contamination sont plus difficiles à apprécier pour les usages non-agricoles (désherbage en milieu urbain, utilisations domestiques). Dans ce domaine, des initiatives se mettent en place pour sensibiliser les particuliers et les élus aux risques associés à l'emploi des pesticides.

Une partie des pesticides épandus est entraînée par ruissellement ou par infiltration dans les cours d'eau et les nappes souterraines, ou disséminée par le vent, retombant ainsi avec les eaux de pluies. Le risque maximal de contamination des eaux de surface correspond aux fortes averses qui se produisent peu de temps après l'application du produit, les pertes durant ces événements climatiques pouvant constituer la majorité de la contamination annuelle.

Les sources de pollution ponctuelle liées à des déversements non désirables de produits lors de leur manipulation par les utilisateurs peuvent aussi contribuer de manière significative à la contamination des eaux, mais, sauf cas particulier, sont minoritaires vis à vis des sources de pollution diffuse liées aux pertes de produits à partir des parcelles agricoles.

Les effets des pesticides sur les écosystèmes aquatiques

Par définition toxiques pour certains êtres vivants, même à très faibles doses, les pesticides ont potentiellement des effets sur les organismes non-cibles et les écosystèmes. L'interdiction des molécules les plus toxiques ou persistantes a supprimé les fortes mortalités d'organismes non-cibles, mais peut laisser subsister des effets directs non létaux sur leur reproduction ou leur comportement, qui ont ensuite des effets indirects et différés sur les réseaux trophiques et la biodiversité.

Les effets de la pollution par les pesticides sur les organismes vivants dans les milieux aquatiques peuvent être observés à différents niveaux d'organisation biologique : individus, populations, communautés ou écosystèmes.
Le temps au bout duquel apparaissent les perturbations dues aux pesticides est d'autant plus long que le niveau d'organisation biologique est plus élevé. Les effets sont rapidement détectables au niveau des individus, alors qu'ils sont beaucoup plus longs à se manifester à l'échelle de l'écosystème.

--> exemple : "Évaluation des effets écologiques à long terme de la démoustication dans le Morbihan" Les traitements contre les moustiques sont essentiellement réalisés sur les larves, qui vivent dans l'eau. Actuellement, deux types de produits larvicides : les organophosphorés et les toxines naturelles de Bacillus thuringiensis israenlensis (Bti) sont utilisés dans le cadre des opérations de démoustication dans certaines zones du littoral morbihannais. Le Conseil Général du Morbihan a confié à l'INRA de Rennes un programme de surveillance des éventuels effets écologiques à long terme.
Contact scientifique : Laurent LAGADIC - Tél : 02 23 48 52 37- laurent.lagadic@rennes.inra.fr

Au sein des organismes vivants, les pesticides interagissent avec de nombreuses biomolécules, y compris dans certains cas l'ADN, support de l'information génétique. Ils peuvent ainsi porter atteinte aux cellules et aux organes, et perturber des fonctions physiologiques comme la croissance ou la reproduction.
--> cf. encadré "L'INRA participe à un réseau d'excellence de l'Union Européenne (CASCADE)"

À l'échelle de l'écosystème, de multiples effets sont connus et, dans une certaine mesure, prévisibles :
- disparition ou raréfaction d'espèces,
- diminution de la diversité et augmentation de la dominance de certaines espèces,
- remplacement des espèces "pollusensibles" par des espèces "pollutolérantes",
- altération de processus écologiques (dégradation de la matière organique, production primaire...).

Cependant, dans certains cas, d'autres conséquences plus surprenantes ou tout au moins difficiles à prévoir, peuvent aussi être observées, notamment :
- augmentation de la diversité et/ou diminution de la dominance de certaines espèces,
- meilleure efficacité de certains processus écologiques (augmentation de la fixation du carbone en raison d'une plus grande abondance des producteurs primaires -algues par exemple- dont les consommateurs ont été temporairement éliminés).

La mise en évidence de ces effets sur le terrain est néanmoins difficile : la faiblesse des dispositifs de surveillance actuels ne permet de détecter qu'un faible pourcentage des perturbations ; les effets observés sont souvent peu spécifiques et peuvent résulter de l'action conjuguée de divers facteurs (multi-pollutions, dégradations physiques des milieux...). On dispose donc rarement de l'ensemble des données nécessaires pour établir la corrélation entre une utilisation de pesticides, une contamination caractérisée du milieu et un impact environnemental.

--> exemple : "Des écosystèmes miniatures pour évaluer le risque écotoxicologique des pesticides" La législation européenne fait obligation aux sociétés phytosanitaires d'évaluer le risque écotoxicologique de leurs pesticides préalablement à leur mise sur le marché, y compris dans certains cas sur des écosystèmes expérimentaux. Les chercheurs de l'INRA, grâce à  un dispositif expérimental original reproduisant un écosystème réel, ont caractérisé les paramètres qui influent sur la dynamique de restauration des populations dans les milieux aquatiques ayant subi l'impact d'un pesticide.
Contact scientifique : Laurent LAGADIC - Tél : 02 23 48 52 37- laurent.lagadic@rennes.inra.fr

Comment réduire les risques liés aux usages des pesticides ?

Une Directive Cadre européenne sur les Pesticides, en cours d'élaboration, sert déjà de guide, au niveau national, à un Plan interministériel de réduction des risques liés aux pesticides, qui devrait être rendu public prochainement. Le rapport de l'Expertise Scientifique Collective réalisé par l'INRA et le Cemagref a permis d'identifier de nombreuses pistes d'action en ce sens.

- Agir sur les conditions d'emploi
La dispersion des pesticides dans l'environnement peut être significativement limitée si l'on prend soin d'adapter les usages de ces produits aux conditions du milieu et de réduire les pertes au moment de leur application. La réduction des pertes lors de l'application passe par l'amélioration des propriétés physico-chimiques des préparations commerciales, le contrôle assidu des techniques d'épandage (réglage des pulvérisateurs, buses à injection d'air) et le respect des conditions d'application, notamment des périodes d'épandage.

- Aménager les paysages ruraux et les espaces exploités
Afin de réduire les transferts de pesticides dans et hors des parcelles traitées, un certain nombre de principes culturaux peuvent être mis en application, comme par exemple le maintien d'un couvert végétal (implantation d'une interculture, enherbement de l'inter-rang en culture pérenne comme la vigne ou même annuelle comme le maïs), les apports d'amendements organiques permettant la rétention de nombreuses substances actives et favorisant l'activité microbienne de dégradation, le maintien des résidus de culture sur le sol en cas de non-labour.

A l'échelle du bassin versant, certains dispositifs permettent d'intercepter les flux de pesticides vers les eaux de surface. Il s'agit notamment des zones tampons enherbées (ou plus communément bandes enherbées), dont l'efficacité dépend étroitement de la localisation dans le bassin versant et des conditions pédologiques locales. D'autres aménagements paysagers, tels que les bandes boisées et haies, les fossés végétalisés, les zones humides peuvent également s'avérer très efficaces.

- Limiter l'utilisation des pesticides
La question d'une limitation de l'utilisation des pesticides est posée depuis plus de 20 ans. Les instituts techniques et des structures de conseil (SRPV) cherchent depuis plusieurs années à promouvoir une utilisation plus raisonnée des pesticides et à mettre au point des outils d'aide à la décision dans ce domaine. Si cette utilisation raisonnée permet de supprimer quelques traitements systématiques, son coût reste élevé (surveillance assidue des parcelles forte consommatrice de temps de travail qualifié, risque de pertes important en cas d'erreur de diagnostic, etc.).

Les agriculteurs sont demandeurs de "techniques alternatives" à l'emploi des pesticides, aussi faciles à utiliser, efficaces et bon marché que les traitements phytosanitaires, plus durables techniquement et qui ne remettent pas en cause leurs objectifs de rendement élevé. Or il n'existe aucune technique répondant à ce cahier des charges. Les techniques basées sur l'utilisation de variétés totalement ou partiellement résistantes, la lutte biologique, le travail du sol, le désherbage mécanique ou thermique, ont une efficacité partielle. Elles permettent un contrôle des bio-agresseurs à condition d'être utilisées en combinaison et associées à des choix de systèmes de culture et de gestion des états de la culture qui réduisent les risques de développement des bio-agresseurs.

La "production intégrée" est une méthode qui réintègre, mais sur des bases scientifiques et techniques renouvelées, la gestion des bio-agresseurs dans la conception des systèmes de culture, voire de production. L'existence de l'agriculture biologique, exemple le plus poussé de mise en œuvre de cette logique, prouve qu'il est possible, mais difficile, de se passer des pesticides de synthèse. On pourrait concevoir d'autres systèmes, qui tendraient vers le "zéro-pesticide" sans s'interdire l'utilisation d'engrais de synthèse et le recours occasionnel à un traitement phytosanitaire en cas d'échec des mesures prophylactiques et curatives non chimiques.

--> exemple : "Concilier exigences écologiques, toxicologiques et économiques : la production intégrée"
Produire de façon économiquement viable et respectueuse de l'environnement, c'est l'objectif de la production intégrée, une approche de l'agriculture encore mal connue. Un projet de recherche transversale et pluridisciplinaire intitulé "production fruitière intégrée" a été mené pendant 4 années par l'INRA et le CTIFL (Centre technique interprofessionnel des fruits et légumes). L'objectif principal a été de mettre au point des méthodes de lutte alternatives aux pesticides chimiques.
Contact scientifique : Robert HABIB - tél. : 04 32 72 24 34 - Robert.Habib@avignon.inra.fr

Les recherches de l'INRA

Les recherches sur les pesticides ont pour objectif :
- d'évaluer les risques écologiques liés aux différents types de polluants générés par les activités humaines en milieu rural ou péri-urbain ;
- d'élaborer les bases scientifiques de démarches de gestion et de réduction des risques liés aux usages des pesticides ;
- de proposer des alternatives à leur emploi.

- Analyse des processus de transferts des pesticides vers les milieux aquatiques
--> Interactions entre les constituants organiques des sols et les pesticides qui déterminent la mobilité de ces derniers (rétention, stabilisation/dégradation, transferts vers les eaux superficielles et souterraines). Analyse des effets des couplages entre transferts et transformations biogéochimiques sur l'apparition et le devenir de pollutions dans le sol et les milieux contigus (atmosphère, zone non saturée profonde, nappe). Ces études sont associées à la définition de pratiques agricoles respectueuses de l'environnement (fertilisation, irrigation et travail du sol). Recherches réalisées dans les centres INRA de Versailles-Grignon et d'Avignon.
Contact : Enrique BARRIUSO - tel 01 30 81 53 05 - enrique.barriuso@grignon.inra.fr

--> Connaissance des processus de transfert de l'eau et des éléments associés au niveau du petit bassin versant : voies et temps de transfert, transformation des éléments chimiques au cours du transfert. Plus particulièrement des bassins versants à nappes superficielles et à forts intrants agricoles. Étude du rôle du milieu physique et de certaines structures paysagères ou zones tampons (domaine riparien, zones humides, bocage) sur les transferts. Interactions entre milieu physique, paysage et système agricole.
L'enjeu finalisé consiste :
- à élaborer des outils permettant de diagnostiquer et prévenir les risques qu'induisent les activités humaines dans les milieux cultivés sur les régimes hydrologiques et l'évolution des ressources en eau,
- à proposer des aménagements du paysage agricole (zones tampons) et des changements de pratiques (localisation des cultures et des intrants) pour améliorer la qualité physico-chimique des eaux de nappe et de surface.
Recherches réalisées dans les centres INRA de Montpellier et Rennes.
Contacts : Marc VOLTZ - tel : 04 99 61 23 40 - voltz@ensam.inra.fr 
Chantal GASCUEL - tel : 02 23 48 52 27 -  Chantal.Gascuel@rennes.inra.fr

- Comprendre les effets des polluants en milieu aquatique pour mieux en évaluer les risques
--> Étude des effets des polluants au niveau des individus, des populations et des communautés. Au niveau des communautés, l'ensemble des espèces constituant les réseaux trophiques aquatiques est pris en compte. L'intégration des informations recueillies à ces différents niveaux d'organisation biologique permet d'évaluer les impacts sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Ces travaux s'appuient sur des approches expérimentales en laboratoire et en écosystèmes reconstitués (micro- et mésocosmes) et sur des investigations en milieu naturel.
Recherches réalisées dans le centre INRA de Rennes.
Contact : Laurent LAGADIC Tel : 02 23 48 52 37 - Laurent.Lagadic@rennes.inra.fr

- Définir les bases scientifiques de la mise en œuvre de méthodes alternatives
--> Étude des effets de différentes composantes des systèmes de culture et des itinéraires techniques sur les maladies, l'évolution des populations pathogènes et les risques de pollution liés à l'utilisation des produits agropharmaceutiques. L'objectif des recherches est de fournir des éléments pertinents de raisonnement de la protection phytosanitaire, dans le sens de la réduction des coûts de production ainsi que d'une prise en compte satisfaisante de l'environnement, basée sur l'utilisation de variétés de plantes résistantes aux parasites ou d'insectes entomophages, prédateurs ou parasitoïdes (lutte biologique).
Recherches réalisées dans les centres INRA de Rennes, Versailles-Grignon et Sophia-Antipolis.
Contact : Philippe LUCAS - tel : 02 23 48 51 92 Philippe.Lucas@rennes.inra.fr

--> Optimisation de l'usage des herbicides pour une réduction des apports, une prévention des résistances et  conception de systèmes de culture et de pratiques innovants tenant compte des effets des systèmes de culture sur la flore adventice.
Recherches réalisées dans le centre de Dijon.
Contact : Nicolas MUNIER-JOLAIN - tel : 03 80 69 30 35 - nicolas.munier-jolain@dijon.inra.fr

--> Conception, expérimentation et évaluation de systèmes de culture fruitière pérennes permettant la maîtrise des intrants et des rejets agricoles, tout en préservant la qualité des fruits. Ces recherches s'appuient sur des démarches de modélisation à l'échelle de la parcelle pour la conception de systèmes de culture adaptés à la production intégrée (arboriculture fruitière et maraîchage sous abri froid).
Recherches réalisées dans les centres INRA d'Avignon, Montpellier, Colmar et Angers. 
"Concilier exigences écologiques, toxicologiques et économiques : la production intégrée" Contacts : Robert HABIB  - tel. : 04 32 72 24 34 - Robert.Habib@avignon.inra.fr

--> Construction, évaluation et intégration des stratégies de protection vis-à-vis de la tavelure du pommier en prenant en compte des méthodes à efficacité partielle (résistance variétale partielle, mélanges variétaux, méthodes prophylactiques, lutte chimique allégée), puis évaluation de leur intégration dans une démarche de protection du verger contre tous les bioagresseurs.
Recherches réalisées dans le centre INRA d'Angers.
Contact : Luciana PARISI - tel : 02 41 22 57 25 - Luciana.Parisi@angers.inra.fr

--> Développement d'outils d'évaluation de l'impact environnemental des pratiques agricoles, sous la forme d'indicateurs agri-environnementaux constituant un tableau de bord pour les exploitations agricoles. Cet outil de diagnostic, qui permet d'évaluer l'impact potentiel des nouvelles pratiques agricoles, vient en appui à la conception et à la mise en place de dispositifs territoriaux de gestion des risques agri-environnementaux et du maintien de la biodiversité.
Recherches réalisées dans les centres INRA de Nancy, Colmar et Versailles-Grignon.
Contact : Philippe GIRARDIN - tél : 03 89 22 49 20 - girardin@colmar.inra.fr

- Analyser le devenir et les effets des polluants dans les écosystèmes terrestres
--> Analyser le rôle de la dynamique des matières organiques sur les propriétés physiques des sols (rétention de l'eau, agrégats non dispersés) et sur la dynamique des éléments traces métalliques et des pesticides. Évaluer l'aptitude des champignons du sol à dégrader les pesticides. Il s'agit de préciser les disponibilités des pesticides dans le sol, les risques de dispersion dans l'environnement et d'envisager la maîtrise des processus de dégradation (biodépollution).
Recherches réalisées dans le centre INRA de Versailles-Grignon.
Contact : Christian MOUGIN - tel : 01 30 83 31 02 - Christian.Mougin@versailles.inra.fr

--> Réaliser, en conditions expérimentales et en milieu naturel, des études sur les impacts des toxiques environnementaux chez les vertébrés et les invertébrés terrestres afin d'analyser les modes d'action des toxiques, et particulièrement des pesticides, conduisant à des effets sublétaux délétères. Divers modèles invertébrés (abeille, ver de terre, escargot,...) et vertébrés (micromammifères, oiseaux) font l'objet de ce type d'étude.
Recherches réalisées dans le centre INRA d'Avignon.
Contact : Luc Belzunces - tel : 04 32 72 26 01 - belzunce@avignon.inra.fr

Qualité de l'eau en milieu rural : Savoirs et pratiques dans les bassins versants
Coordination éditoriale de Philippe Merot
2006 - Collection Update Sciences & Technologies, INRA Editions, Paris

Pesticides. Comment réduire les risques associés ?
Caquet, T. & Bastien-Ventura, C. (Coord.). Colloque de restitution du Programme "Évaluation et réduction des risques liés à l'utilisation des pesticides", 14-16 Novembre 2005, Avignon.
2005 - Ministère de l'Écologie et du Développement Durable

Pesticides, Agriculture et Environnement.
Réduire l'utilisation des pesticides et en limiter les impacts environnementaux.
Expertise scientifique collective INRA-Cemagref,  synthèse du rapport
2005 - Aubertot J.N., J.M. Barbier, A. Carpentier, J.J. Gril, L. Guichard, P. Lucas, S. Savary, I. Savini, M. Voltz (éditeurs)

Indicateurs pour évaluer les risques liés à l'utilisation des pesticides
Devillers, J., Farret, R., Girardin, P., Rivière, J.-L. & Soulas, G.
2005 - Tec & Doc Lavoisier, Paris

Estimation des Risques Environnementaux des Pesticides
Barriuso, E. (coord.)
2004 - INRA Éditions, Paris

L'eau dans l'espace rural. Vie et milieux aquatiques
Neveu, A., Riou, C., Bonhomme, R., Chassin, P. & Papy, F. (coord.)
2001- INRA Éditions, Paris

Utilisation de Biomarqueurs pour la Surveillance de la Qualité de l'Environnement
Lagadic, L., Caquet, Th., Amiard, J.-C. & Ramade, F. (coord.)
1998 - Tec & Doc Lavoisier, Paris

Biomarqueurs en Ecotoxicologie : Aspects Fondamentaux
Lagadic, L., Caquet, Th., Amiard, J.-C. & Ramade, F. (coord.)
1997 - Collection d'Ecologie, Editions Masson, Paris